APPUNTI
DI
FOTOGRAMMETRIA
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Informazioni di natura stereoscopica creano il senso della profondità di campo per le brevi distanze
Gli elementi monoculari di valutazione sono molto importanti per la percezione della profondità di campo a una certa distanza;per gli oggetti che distano meno di 30 metri da noi il senso della profondità si basa anche sulla visione stereoscopica.Questo tipo di visione si basa sul confronto delle immagini retiniche dei due occhi.Quando fissiamo un oggetto,l'immagine del punto di fissazione va a cadere,in ciascun occhio, sul centro della retina.In altri termini,la convergenza dei due occhi fa sì che il punto fissato vada a cadere su punti corrispondenti della parte centrale delle due retine.Il punto focale è detto punto di fissazione;il piano parallelo (verticale) in cui esso giace prende il nome di piano di fissazione.La distanza dell'immagine dal centro dei due occhi permette al sistema visivo di calcolare la distanza dell'oggetto dal punto di fissazione (Fig.1-1).Ogni punto di un oggetto che sia più vicino o più lontano rispetto al punto di fissazione proietterà la propria immagine a una certa distanza dal centro della retina.In prticolare,le parti dell'oggetto piùvicine a noi proietteranno la prpria immagine su punti della retina più distanti in senso orizzontale;le parti dell'oggetto più lontane,la proietteranno su punti della retina più vicini.
Siccome gli occhi distano,l'uno dall'altro,circa 6 cm.ciascun occhio vede il mondo esterno da un punto di vista un pò diverso.Perciò gli oggetti tridimensionali producono immagini che differiscono alquanto da una retina all'altra.E' facile assicurarsi di ciò: basta chiudere alternativamente gli occhi e si osserverà che mentre la visine passa da un occhio all'altro,gli oggetti vicini sembrano spostarsi lateralmente.Noi compensiamo questa disparità con la fusione sensoriale,fissando un sol punto con entrambi gli occhi.Indirizzando gli occhi in modo che le immagini di ciascun occhio vadano a cadere in punti corrispondenti delle due retine,noi vediamo un unico oggetto.Quando però fissiamo lo sguardo su un oggetto tridimensionale,la fusione delle immagini non è perfetta.Le due immagini retiniche non vanno a cadere su posizioni esattamente corrispondenti.Questa differenza di posizioni,detta anche disparità retinica,dipende dalla distanza dell'oggetto dal piano di fissazione.Perciò,i punti di un oggetto tridimensionale che stanno appena al di fuori del piano di fissazione,stimolano punti diversi di ciascun occhio e sono proprio queste disparità multiple a fornire gli elementi necessari alla visione stereoscopica,o percezione degli oggetti solidi.
E' sorprendente come nessuno dei grandi studiosi di ottica del passato,da Euclide ad Archimede,Leonardo da Vinci,Newton o Goethe,abiia avuto nozione della visione stereoscopica,anche se ciascuno di loro avrebbe potuto scoprirla con i metodi allora disponibili.La visione stereoscopica non fu scoperta fino al 1838,quando il fisico Charles Wheatstone inventò lo stereoscopio.Si prendano due fotografie di una scena scattate a 60-65 mm di distanza l'una dall'altra, vale a dire scattate dal punto di osservazione di ciascuno dei due occhi,e le si montino su di un supporto binoculare in modo tale che l'occhio destro veda soltanto l0immagine prea da una delle due posizioni e l'occhio sinistro solo l'altra immagine.Le due fotografie,così osservate,producono la sensazione di una immagine tridimensionale.
Come viene ottenuta la visione stereoscopica? Con ogni verosimiglianza il nostro sistema nervoso deve essere in grado di calcolare in qualche modo la disparità tra le immagini viste dai due occhi e di valutarne di conseguenza la loro distanza in base a semplici considerazioni geometriche.Ma è necessario anzitutto che l'oggetto venga riconosciuto prima che le strutture cerebrali possano confrontare i punti corrispondenti dell'oggetto che cadono nei due occhi? Fino al 1960 si pensava generalmente che le cose fossero così,e perciò la visione stereoscopica veniva ritenuta uno degli stadi finali dell'elaborazione visiva.
Nel 1960 Bela Julesz dimostrò che questo modo di vedere era errato e fornì le prove che la fusione stereoscopica delle immagini e la percezione del senso della profondità non richiedono il riconoscimento monoculare delle forme.L'unico elemento necessario per la visione stereoscopica è la disparità retinica.Per dimostare ciò,Julesz impiegò una struttura composta di punti disposti a caso in mezzo alla quale alcuni dei punti sono distribuiti in modo da formare un quadrato.La presenza del quadrato è visibile soltanto quando si osservano in uno stereoscopio,due copie identiche dell'intera struttura.Se si sposta lateralmente il quadrato di una delle due copie,esso appare,in visione binoculare,come se stesse davanti al resto della struttura e distaccato dallo sfondo.Se il quadrato viene invece spostato in direzione opposta,esso sembra stare dietro al resto della struttura.Ciascuna struttura,vista isolatamente,non permette di scorgere alcun elemento particolare.Il quadrato che sta in mezzo alla struttura si mette in rilievo soltanto in visione stereoscopica.
Con questo metodo Juliesz dimostrò che l'uomo è in grado di rilevare l'esistenza di forme e il loro movimento in profondità,a partire da stereogrammi formati esclusivamente di elementi disposti a caso.Siccome tutti i punti della figura sono identici,è di particolare rilievo il fatto che il sistema visivo sia in grado di scoprire quali siano i punti corrispondenti nelle due figure.All'inizio si pensò che questo problema della corrispondenza venisse risolto grazie alla cooperazione di molti sensori,ciascuno dei quali corrispondeva a un punto dello stereogramma.Sembra ora più probabile che i puntini formino gruppi di microstrutture che permettono di risolvere il problema della corrispondenza confrontando soltanto alcune di queste microstrutture nelle afferenze che provengono dai due occhi.L'esperimento di Julesz dimostra anche che la visione stereoscopica non prende origine nella retina o nel corpo genicolato laterale,ma che si forma a livello della corteccia striata o a livelli ancora più elevati,dove vengono combinati i segnali provenienti dai due occhi.Peciò,questo tipo di percezione è stato chiamato da Julesz percezione ciclopica dal ricordo mitologico dei Ciclopi che avevano un solo occhio in mezzo alla fronte.Nessuno dei due occhi isolatamente riesce a vedere forme o contorni coerenti nella figura:ogni occhio vede soltanto un gruppo di puntini senza senso.
La pellicola è composta da una serie di granuli di composizione chimica tale da alterarsi quando vengono in contatto con la luce.
Distingueremo tra la pellicola a grana fine e quella a grana grossa,essendo le prime più sensibili alla luce mentre le seconde lo saranno meno.
E' evidente che più la grana è fine più i particolari aumentano.Si parla stando a degli standard internazionali di ASA oppure ISO della pellicola,indicando con numeri sempre maggiori una pellicola più sensibile,il chè le permette di impressionarsi più facilmente in presenza di poca luce.
Partiremo dalla relazione fondamentale:
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da cui riviene il concetto di messa a fuoco.Cioè facendo un esempio semplicistico con la carta che si incendia quano tutti i punti della lente di ingrandimento che poniamo al di sopra convergono in un unico punto,rendendo tutti i raggi paralleli,definiamo focale in una macchina fotografica la distanza tra la base della camera e la lente quando il soggetto di messa a fuoco è a distanza infinito.
Per il calcolo della focale basta fare questa semplice considerazione che viene fuori da una semplice proporzione geometrica.
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Come si può notare,
da cui
dove x è proprio la focale.
